Generering af uendelig energi med nul emissioner ved blot at smide brintatomer sammen har været noget af en drøm i årtier. Nu kan forskere komme et lille skridt nærmere den gennemførlige fusionskraft takket være et futuristisk eksperiment og snesevis af plasmakanon.
Atten af 36 plasmakanoner er på plads på maskinen, der kan gøre fusionskraft til virkelighed. Disse kanoner er de vigtigste komponenter i Los Alamos National Laboratory's Plasma Liner Experiment (PLX), der bruger en ny tilgang til problemet. Hvis det fungerer, vil PLX kombinere to eksisterende metoder til at smide en-proton-hydrogenatomer sammen til dannelse af to-proton-heliumatomer. Denne proces genererer enorme mængder energi pr. Brændstofprik, meget mere end at splitte tunge atomer (fission) gør. Håbet er, at metoden, der er banebrydende i PLX, vil lære forskere, hvordan man skaber den energi effektivt nok til at være værd at bruge i den virkelige verden.
Løftet om fusion er, at det producerer tonsvis af energi. Hver gang to hydrogenatomer smelter sammen til helium, konverteres en lille del af deres stof til en hel masse energi.
Problemet med fusion er, at ingen har fundet ud af, hvordan man genererer denne energi på en nyttig måde.
Principperne er enkle nok, men udførelsen er udfordringen. Lige nu er der masser af brændstoffusionsbomber i verden, der kan frigive al deres energi på et blitz og ødelægge sig selv (og alt det andet i kilometer). Det lejlighedsvise barn formår endda at bygge en lille, ineffektiv fusionsreaktor i deres legerum. Men eksisterende fusionsreaktorer suger op mere energi, end de skaber. Det er endnu ikke lykkedes nogen at skabe en kontrolleret, vedvarende fusionsreaktion, der spytter mere energi ud end der bliver brugt af maskinen, der skaber og indeholder reaktionen.
Den første af de to metoder, som PLX kombinerer, kaldes magnetisk indeslutning. Dette er hvad der bruges i fusionsreaktorer kaldet tokamaks, som bruger kraftige magneter til at suspendere det overophedede, ultradense plasma af fusionerende atomer inde i maskinen, så det fortsætter med at smelte sammen og ikke slipper ud. Den største af disse er ITER, en 25.000 ton (23.000 tons) maskine i Frankrig. Men dette projekt har været udsat for forsinkelser og omkostningsoverskridelser, og endda optimistiske fremskrivninger antyder, at det ikke vil være afsluttet før 2050'erne, som BBC rapporterede i 2017.
Den anden tilgang kaldes inertial indeslutning. Lawrence Livermore National Laboratory, en anden afdeling for energifaciliteter, har en maskine kaldet National Ignition Facility (NIF), der tager denne vej til fusion. NIF er dybest set et meget stort system til affyring af supereffektive lasere på små brændselsceller, der indeholder brint. Når laserne rammer brændstoffet, opvarmes brintet, og fanges inden i brændselscellen, smelter. NIF er operationel, men den genererer ikke mere energi, end den bruger.
PLX er ifølge en erklæring fra American Physical Society (APS) lidt anderledes end nogen af disse to. Den bruger magneter til at indeholde dets brint, som en tokamak. Men dette brint bringes til fusionstemperaturer og -tryk ved varme plasma-jetfly, der skyder ud af kanonerne, der er arrangeret omkring enhedens sfæriske kammer, ved at bruge pistolerne i stedet for lasere som dem, der blev brugt på NIF.
Fysikerne, der leder PLX-projektet, har foretaget nogle tidlige eksperimenter ved hjælp af de 18 allerede installerede kanoner, ifølge APS. Disse eksperimenter har tilbudt forskere tidlige data om, hvordan plasmadyserne opfører sig, når de kolliderer inde i maskinen, og forskere præsenterede disse data i går (21. oktober) på det årlige møde i APS-afdelingen for plasmafysik i Fort Lauderdale, Florida. Disse data er vigtige, sagde forskerne, fordi der er modstridende teoretiske modeller for nøjagtigt, hvordan plasma opfører sig, når det kolliderer i disse slags kollisioner.
Los Alamos sagde, at holdet håber at installere de resterende 18 kanoner i begyndelsen af 2020 og gennemføre eksperimenter ved hjælp af det fulde 36-plasmakanonbatteri inden udgangen af det år.
